科學家首次造出數字編碼聚合物
- 發佈時間：2015-06-06 01:31:01 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京6月5日電 （記者常麗君）DNA是一種生物聚合物，它們通過編碼保存大量遺傳資訊。受此啟發，法國國家科學研究院（CNRS）查爾斯·薩德倫研究所和艾克斯—馬賽大學的科學家首次成功地把二進位編碼記錄在一種人造聚合物上，還能通過測序讀出其中的編碼資訊。相關論文線上發表于《自然·通訊》雜誌上。
人類DNA有34億個鹼基對，能在微小空間裏彙編海量資訊，所有存儲資訊都通過4個含氮鹼基A、T、G和C來表達。在以往研究中，科學家能通過檢測它們的順序，再造出一種二進位代碼。但生物DNA技術有其局限性，因此科學家們尋求開發更廉價、更堅韌，且能存儲二進位資訊的人造聚合物。
在本研究中，研究小組沒有用DNA的4種含氮鹼基，而是用了3種單體。其中兩種代表二進位代碼0和1，在合成過程中能互換使用；第三種單體硝基氧作為間隔，插在這兩個代碼之間，以利於代碼的測序讀寫。
這種方法能在聚合物鏈中造出任何序列的密碼。一條短的二進位資訊可以手工合成，由一個個單體排列成越來越長的鏈，這大約要花一整天時間，但自動化以後會更快。通過給聚合物測序還可以解碼，就像給DNA測序解碼那樣。一台串聯質譜儀能在5分鐘內破譯其中資訊，而今後這一時間也會縮短。
雖然系統地測序會破壞聚合物，而且在60℃環境下或用鐳射照射可能損毀其中的數字資訊導致無法讀取，但研究人員證明，單體分子在室溫下穩定性很強，聚合物能保存幾個月甚至幾年。他們希望這種數字編碼聚合物能把幾千甚至幾兆字節的資訊存儲3到5年。
CNRS擁有這項技術的專利，有望在短期內開發出分子條碼。這種條碼極難偽造，對那些高附加值産品，如奢侈品、醫藥等來説非常理想，而再想造假冒産品將變得非常困難。
總編輯圈點
按社會學理論，資訊的傳輸是編碼和解碼的過程。語言、音樂、文字、圖形圖表、公式等，都是人為編輯的“碼”，承載資訊、傳遞資訊，促進人類發展中的思想、文化、藝術、科技、經濟的交流。實際上，大自然本身也蘊含著很多天然密碼，其中，動物DNA作為區別不同類種的遺傳密碼，就是其中一種。如同人類可以開採煤礦、利用太陽能等自然資源一樣，現在人為編碼技術也可以利用自然存在的DNA鹼基和分子單體了，本文的技術就屬於後者。
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